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7/29/2019 choix du fluide frigorigne.pdf

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Quelques prcieusesinormations pour choisir unfuide rigorigne.

Bulletin dinformation techniquepour les professionnels (4)

Un savoir-faire utile

Le fuide rigorigne est le carburant dune installa-tion frigorique dans laquelle, circulant, il estvapor, comprim, liqu et dtendu. Il assure letransfert de la chaleur en recevant, en dessous de latemprature ambiante, la chaleur, par vaporation, eten la cdant nouveau, au-dessus de la tempratureambiante, par liqufaction.

Le choix du fuide rigorigne adapt infue indiscu-tablement sur la performance, le cot de conceptionet la consommation nergtique dune installationfrigorique. Il conditionne le niveau de scurit et sa

dure et ce, en rfrence aux nombreuses lois etrglementations.

Cette brochure, emplie de conseils et dinformationstechniques, vous permet de choisir le uidefrigorigne adquat.

Le fuide rigorigne idalTout dabord : il nexiste pas de fuide rigorigne

universel idal. Il convient, donc, de diffrencier lesdomaines dapplication. Cependant, aussi bien lesuides frigorignes de dernire gnration quecertains, sculaires , satisfont aux exigences les plus

svres. Il est possible de trouver des solutions,judicieusement cologiques, conomiques et ing-nieuses, pour pratiquement toutes les utilisations.

Les uides frigorignes ne sont ni inammables, nitoxiques et encore moins, corrosifs. En outre, ilspossdent les proprits et avantages suivants : une bonne miscibilit avec lhuile, une stabilit chimique et thermique, une puissance calorique et frigorique leve

allie une faible consommation nergtique, un taux de compression intressant,

une temprature de refoulement basse, un bon rapport rendement/prix.

De plus, la compatibilit environnementale savreparticulirement importante : de nombreuses lois,directives et rglementations nationales et internatio-nales ont initi, ces dernires annes, un long et vasteprogramme de rformes qui inue, de maniredcisive, sur le choix et lemploi des produits. Il estdsormais obligatoire de tenir compte de limpactdestructeur sur la couche dozone du uide, de sadure de vie dans latmosphre, et de son inuencesur leet de serre.

Exemple dun circuit de rfrigration

rservoir

pression

chaleur

vaporateur

chaleur

enthalpie

compresseur

liqufacteur

h7

h8 h1 h2

h6 h5 h3 h4


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Adapt linstallation : les bases de lvaluationLe choix du fuide rigorigne le mieux adapt dpend de

lutilisation et du type dinstallation. Les critres de baseservant une valuation concrte sont les suivants : aptitude la plage de tempratures ncessaire, proprits thermodynamiques adaptes, ainsi que le compor-

tement dbullition et la capacit thermique spcique, pressions appropries, compatibilit avec des machines et autres matriels utiliss, disponibilit des huiles adquates pour machines, disponibilit des techniques de liaison adaptes,

rentabilit leve, respect long terme des lois et directives en vigueur(dangers potentiels les plus minimes possibles).

La dure de vie dune installation frigorique, de climatisa-tion et de pompe chaleur est leve, souvent suprieure plusieurs dcennies, durant lesquelles le uide frigorigneutilis a une relle incidence sur la consommationnergtique : plus il est performant, plus les conomiesen termes de cots sont importantes. Les ventuelsinvestissements, plus levs que prvus, sont amortis beau-coup plus rapidement.

De plus, les aspects environnementaux et les obligationsjuridiques inhrentes doivent tre pris en compte : un uiderigorigne choisi en onction de sa durabilit permet de sepasser dquipements supplmentaires onreux et dviterdes cueils dordre juridique.

De. : les plages de tempratureEn ce qui concerne les applications, les uides frigorignes

doivent imprativement tre adapts aux diffrentes plagesde tempratures. Les tempratures dvaporation en rsultantinduisent des pressions dvaporation diffrentes qui nedoivent pas tre infrieures la pression atmosphriquelorsque linstallation est en marche. En prsence de problmesdtanchit, les plus minimes soient-ils, lair et lhumiditsont susceptibles dentrer dans le circuit frigorique.

En gnral : plus la pression dvaporation est faible, plus lapuissance frigorique volumtrique chute trs bas. De ce fait,

le compresseur doit tre sufsamment puissant an depouvoir atteindre les puissances frigoriques ncessaires.Une pression dvaporation basse est galement synonyme

de pression de liqufaction basse, ce qui : augmente la scurit de linstallation, rduit le niveau requis pour assurer la rsistance la pression, permet de concevoir des paisseurs de parois plus minces au

niveau des tuyaux et rservoirs, diminue le risque de fuites, et, permet damliorer le classement suivant la directive des

appareils pression et le Dcret Allemand sur la scuritdes exploitations .

En dtail : les principaux fuides rigorignes

Le R-134aLe R-134a est, dans la plage dvaporation de -40C +10C,le seul fuide rigorigne de molcule pure.Cest pourquoi il est parfait pour les installationspossdant des vaporateurs dits immergs.

Les plages de tempratures pour lutilisation des fluides frigorignes courants.

R-134a

R-407C

R-410A

R-404A/R507

R-23

R-508

-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 C

Plages dutilisation en rfrence la temprature ambiante. Les produits cits sont les uides frigorignes les plus couramment employs dans la technique du froidcommercial. Liste non exhaustive.


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Comme le volume de gaz au niveau de lentre du com-presseur est relativement important, il convient dutiliser dessystmes avec des dbits levs, par exemple, des compres-seurs vis et des turbines.

La puissance frigorique spcique du R-134a estsuprieure celle des R-404A/R-507, mais, infrieure celledes R-407C et R-410A.

Lorsque les tempratures dvaporation sont infrieures -10C, lutilisation de ce uide frigorigne demeure trslimite.

Le R-134a est principalement utilis dans les installions

frigoriques de transport et autres installations frigoriquesindustrielles, ainsi que dans les appareils de rfrigrationdomestique.

Les R-404A/R-507Les mlanges de uides frigorignes R-404A et R-507 prsen-tent peu prs les mmes proprits. Alors que le R-507 estconstitu de 2 composants, le R-404A est un mlange ternaire.Les caractristiques thermodynamiques de ces deux produitssont peine direnciables. Ils sont principalement employsdans les installations de rrigration et de conglationultra-rapide et de plus en plus, dans les pompes chaleur et les

installations de reroidissement normal. Il est ainsi possibledinstaller des compresseurs plus petits, mais, au dtriment delefcience, celle-ci tant considrablement moindre.

Etant donn que le potentiel deffet de serre direct de cesdeux mlanges est trs lev, nous dconseillons vivement deles utiliser dans le cadre du reroidissement normal.

Les R-404A et R-507 peuvent tre mis en uvre en tant queproduit de remplacement du R-22 et ce, aprs une conversionen bonne et due orme.

Le R-407CLe R-407C a t dvelopp en tant que uide frigorigne de

substitution pour le R-22 dans les installations de climatisati-on et les pompes chaleur. Il peut galement tre utilis dansdes systmes existants, mais aprs une conversion conforme.Les pressions de ces deux produits sont comparables. Toute-fois, la temprature de refoulement nale du R-22 estquelque peu suprieure.

Le R-407C est constitu de 3 composants avec des temp-ratures dbullition trs diffrentes, pression gale. Il estrsulte un glissement de temprature important au change-ment de phase, ce qui savre trs intressant dans lesinstallations de pompes chaleur lorsque leffet de glisse-ment est trs utilis.

Le uide frigorigne zotrope peut galement treemploy dans le cadre du reroidissement normal.

Le R-410ALes deux composants du mlange R-410A prsentent presqueles mmes tempratures dbullition. Infrieur 0,2 K, leglissement de temprature na pratiquement aucune inuence.Nanmoins, ses excellentes proprits en matire de transfert dechaleur dans les vaporateurs et liqufacteurs sont trs prises.Linstallation peut tre trs performante si sa conception est fortbien tudie. Par contre, le niveau de pression, lev, (environ 7bar 0C, et en surpression ds 25 bar +43C) constitue lunde ses inconvnients ce qui ne facilite pas les oprations demontage et les rparations. En prsence de sections tubulaires

plus importantes, la rsistance la pression des raccords detuyauteries soudo-brass nest plus indique.

Le R-410A est principalement employ dans les installationsde climatisation et de pompes chaleur dans une plage decapacit inrieure.

Les R-23/R-508A/R-508BLes R-23, R-508A et R-508B oprent en tant que uidesrigorignes haute pression dans le cadre dapplicationscryogniques. Mais cause de leurs pressions leves, ces troisproduits ne peuvent tre employs que dans les tagesinfrieurs dinstallations frigoriques en cascade. Ils sont

principalement utiliss dans les techniques mdicales et delaboratoire, ainsi que dans les applications spciales dessecteurs de la recherche et du dveloppement.

Le R-600aLe R-600a, galement isobutane, est un hydrocarbureextrmement inammable. Sa temprature dbullition est de-11C la pression atmosphrique. Toute application en dede cette temprature exige une paraite tanchit delinstallation an dviter que des gaz de lair entrent dans lecircuit frigorique.

Le volume balay du compresseur est plus important et la

puissance frigorique susceptible dtre obtenue est lgre-ment meilleure que celle du R-134a.Le R-600a est principalement utilis dans les meubles

rfrigrs domestiques qui nont besoin que de faiblesquantits de remplissage.

Les R-290/R-1270Les R-290 et R-1270 sont galement des hydrocarburesextrmement inammables. Le R-290 (propane) possde untaux de compression plus faible que le R-22, une puissancefrigorique spcique nettement plus leve, des tempra-tures nales de refoulement plus basses, mais, un volumespcique plus important. Les coefcients d'efcacitfrigorique sont peu prs identiques. Le R-290 permetdatteindre, dans la technique des pompes chaleur, destempratures deau plus leves.


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Le R-1270 (propne) possde quasiment les mmesproprits que le R-22, mais, atteint des tempraturesdvaporation plus basses. Cest la raison pour laquellele propne est surtout utilis dans les installationscryogniques dans le cadre de diverses applicationsindustrielles.

Le R-717La technique du froid industriel, par exemple, dans lesentrepts frigoriques, les brasseries et les abattoirs, faitsurtout appel, depuis plus de 100 ans, au uide frigo-

rigne naturel, le R-717 (ammoniac/NH3). En outre, il estde plus en plus employ dans les groupes deau glacecompacts. Lammoniac est toxique et inammable danscertaines conditions.

Lnergie dvaporation spcique leve et lespressions survenant dans les installations frigoriquespermettent de concevoir des compresseurs etchangeurs de chaleur de aibles dimensions. Les massesde uides frigorignes circulant sont faibles ce quisavre surtout intressant en cas de puissance leve.

Cependant, dans des plages de capacit faibles, lespossibilits dapplication sont limites pour lammoniac.

Les tempratures nales de refoulement sont trsleves mme lorsque la pression est basse ce quincessite, dans certains cas, linstallation de culassesrefroidies leau et des liqufacteurs.

Le R-744Le R-744 (dioxyde de carbone), au dbut du 20mesicle, tait principalement utilis dans la technique deroid pour les bateaux. Avec le dveloppement desuides frigorignes uors, ce Classique tendait disparaitre. Les pressions trs leves et les points tripleet de usion peu intressants limitent toujours ladiversit des applications. Nanmoins, ces derniresannes, le dioxyde de carbone revient en force, causede la pollution imputable aux substances fuores. Lesconstructeurs automobiles parlent, par exemple, de

charger, lavenir, les quipements de climatisationinstalls dans les vhicules automobiles en R-744 laplace du R-134a. De mme, le CO2 est trs pris dansles installations frigoriques en cascade mises enuvre dans lindustrie et les complexes sportifs. Sesatouts ? une puissance frigorique volumtriqueleve et des proprits intressantes en matire detransfert thermique.

Le R-744 nest ni inammable, ni toxique. Cestpourquoi il est class dans le Groupe de Scurit A1. Lademande en dioxyde de carbone, en tant que uidefrigorigne, va continuer augmenter dans les annes

venir. Toutefois, le R-744 ne pourra pas totalementremplacer les substances fuores.

Les principaux fluides frigorignes et leur composition.R-22 R-23 R-32 R-125 R-134a R-143a R-116 R-218 R-600 R-600a R-601 remplace le/les type dhuile

100 % M/A

100 % E

100 % R-12 E

44 % 4 % 52 % R-22/R-502 E

20 % 40 % 40 % R-502, R-22 E

(rrigration)23 % 25 % 52 % R-22 (climatisation E

reroidissement normal)

50 % 50 % E

88 % 9 % 3 % R-12 M/A/E

46,6 % 50 % 3,4 % R-22 (climatisation) M/A/E

85,1 % 11,5 % 3,4 % R-502

R-22 M/A/E

(rrigration)

65,1 % 31,5 % 3,4 % R-22 (climatisation M/A/E

reroidissement normal)

15 % 25 % 50 % 10 % R-22 E

19,5 % 78,5 % 1,4 % 0,6 % R-12 M/A/E

50 % 50 % R-22/R-502 E

39 % 61 % E

46 % 54 % E

M = huile minrale; A = huile alkylbenzne; E = huile ester

R-22

R-23

R-134a

R-404A

R-407A

R-407C

R-410A

R-413A

R-417A

R-422A

R-422D

R-427A

R-437A

R-507

R-508A

R-508B


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La conversion des installations CFC et HCFCexistantes

Le Rglement (CE) N 2037/2000 du Parlement europenet du Conseil, interdit partir du 1er janvier 2010, lutilisa-tion de tous les HCFC (chlorouorocarbones partiellementhalogns) en tant que produits frais, la raison dune telleinterdiction tant leur eet destructeur sur la couche

dozone. Il sagit surtout du uide frigorigne R-22 et detous les mlanges contenant du R-22, par exemple, leR-401A, R-402-A, R-408A et R-409A, ce qui signie, pourles exploitants dinstallations que la fourniture de froid,aprs une avarie, peut, ventuellement, ne plus treassure. Mais suivant lge de linstallation et sonutilisation, il existe dautres possibilits :

La conversion comprend, en dtail : le contrle portant sur le bon fonctionnement de

linstallation, le soutirage cologique et conomique du uide

frigorigne vis par linterdiction, le changement de tous les ltres, linstallation ventuelle dun ltre aspirateur, le contrle des tanchits (surtout celles en lastomre),

la ralisation dun test dhuile, et le cas chant, unchangement de lhuile, la mise au vide de linstallation, la mise en service et le remplissage du uide frigorigne

de remplacement, le contrle de la surchauffe en prsence de dtenteurs

thermostatiques.

Nhsitez pas nous solliciter pour vous aider fairevotre choix ! Nous vous remettrons des documentsdtaills pour eectuer vos conversions.

Ayez une longueur d'avance en matire de connaissances !Nous sommes votre disposition pour rpondre

toutes vos autres questions ou pour vous adresser lesguides d'informations dj publis dans la srie Bulletindnformation technique pour les professionnels - Unsavoir-faire utile , savoir :

Manipulation adquate des uides frigorignes La manipulation des uides frigorignes zotropes Les uides frigorignes et leur codication.

Pour les installations en fin de vie.Remplacement par de nouvelles installations employant des luides rigorignes nondestructeurs de la couche dozone :

Produits concerns par linterdiction Fluides frigorignes pour installations neuvesR-401A/R-409A R-134aR-22 (climatisation) R-407C ou R-410AR-22 (roid) R-404A ou R-507R-402A/R-403B/R-408A R-404A ou R-507

Pour les installations en tat de fonctionnement.Conversion simple en employant des fluides frigorignes non destructeurs de la couche dozone :Produits concerns par linterdiction Fluides frigorignes de remplacement pour installations existantesR-401A/R-409A R-413A (ISCEON MO49) ou

R-437A (ISCEON MO49 PLUS)R-22 (groupe deau glace, climatisation,

reroidissement normal) R-422D (ISCEON MO29)R-22 (climatisation jusqu 15 kW) R-417A (ISCEON MO59)R-402A/R-403B/R-408A R-422A (ISCEON MO79)


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J5

0910

1.8

T

F

Gaz industriels I Fluides frigorignes I Propane

Westfalen AGIndustrieweg 4348155 MnsterAllemagneTl. +49 (0)2 51/6 95-0Fax +49 (0)2 51/6 [email protected]

Westfalen France S..r.l.Parc dActivits Belle Fontaine57780 RosselangeFranceTl. +33 (0)3.87.50.10.40Fax +33 (0)[email protected]

Westfalen BVBA-SPRLWatermolenstraat 119320 AlostBelgiqueTl. +32 (0)53-64.10.70Fax +32 (0)[email protected]

Westfalen Gas Schweiz GmbHBachstr. 10/CP

4313 MhlinSuisseTl. +41 (0)61 855 25 25Fax +41 (0)61 855 25 [email protected]

Westfalen Austria GmbHAumhlweg 21/TOP 323

2544 LeobersdorfAutricheTl. +43 (0) 22 56/6 36 30Fax +43 (0) 22 56/6 36 [email protected]

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7418 EW DeventerPays-BasTl. +31 (0)570 - 63 67 45Fax +31 (0)570 - 63 00 [email protected]

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